第 2 课时　细胞器之间的协调配合和细胞 的生物膜系统 课标内容要求 核心素养对接 举 例 说 明 细 胞 各 部 1.生命观念——通过对分泌蛋白合成、加工和运输的 分 结 构 之 间 相 互 联 学习，建立部分与整体的生物学观点；运用普遍联 系 、 协 调 一 致 ， 共 系的观点分析生物膜之间的联系。 同 执 行 细 胞 的 各 项 2．科学思维——通过构建数学模型和物理模型，加 生命活动。 深对分泌蛋白合成、加工和运输相关过程的理解。 一、细胞器之间的协调配合 1．分泌蛋白 (1)概念：在细胞内合成后，分泌到细胞外起作用的蛋白质。 (2)举例：消化酶、抗体和一部分激素等。 2．分泌蛋白的合成与运输 (1)同位素标记法 ① 概念：用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，就是 同位素标记法。 ② 用途：可用于示踪物质的运行和变化规律。 (2)过程 ① 核糖体：氨基酸经过脱水缩合形成一段肽链，这段肽链会与核糖体一 起转移到粗面内质网上，继续其合成过程。 ② 粗面内质网：肽链边合成边转移到内质网腔内，再经过加工、折叠， 形成有一定空间结构的蛋白质。 ③ 囊泡：内质网膜鼓出形成囊泡，包裹着蛋白质离开内质网，到达高尔 基体。 ④ 高尔基体：离开内质网的囊泡，与高尔基体膜融合，囊泡膜成为高尔 基体膜的一部分。高尔基体对蛋白质做进一步的修饰加工。 ⑤ 囊泡：由高尔基体膜形成包裹着蛋白质的囊泡。囊泡转运到细胞膜。 ⑥ 细胞膜：来自高尔基体的囊泡，与细胞膜融合，将蛋白质分泌到细胞 外。 ⑦ 线粒体：在分泌蛋白的合成、加工、运输的过程中，需要消耗能量。 这些能量主要来自线粒体。 二、细胞的生物膜系统 1．组成：细胞器膜和细胞膜、核膜等结构。 2．特点：(1)各种生物膜的组成成分和结构很相似。 (2)在结构和功能上紧密联系，进一步体现了细胞内各种结构之间的协调 配合。 3．功能 (1)细胞膜不仅使细胞具有一个相对稳定的内部环境，同时在细胞与外部 环境进行物质运输、能量转换和信息传递的过程中起着决定性的作用。 (2)许多重要的化学反应需要酶的参与，广阔的膜面积为多种酶提供了附 着位点。 (3)细胞内的生物膜将各种细胞器分隔开，保证了细胞生命活动高效、有 序地进行。 判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”) 1．抗体从合成到分泌不经过高尔基体。 (　　) 2．高尔基体具有对蛋白质进行加工的功能。 (　　) 3．核糖体和中心体是生物膜系统的组成结构。 (　　) 4．生物膜系统是由细胞膜和细胞器膜组成的。 (　　) 5．细胞膜的物质运输 、信息传递功能完全是依靠细胞膜上的蛋白质来 完成的。 (　　) 6．正 是由 于细 胞膜 的存 在 ，才 使细 胞成 为一 个相 对独 立的 系统 。 ( ) 7．细胞内的酶必须附着在膜上，才能发挥催化作用。 (　　) 提示：1.×　抗体是分泌蛋白，从合成到分泌经过高尔基体加工。 2．√ 3．×　核糖体和中心体不具有膜结构。 4．×　生物膜系统由细胞膜、细胞器膜和核膜等组成。 5．×　细胞膜的物质运输功能，与细胞膜中的脂质成分也有一定的关系。 6．√ 7．×　有些酶是在游离的状态下发挥作用，比如细胞质基质、线粒体基 质、叶绿体基质中也含有重要的酶。 　细胞器之间的协调配合 1．胞内蛋白与分泌蛋白的比较 作用场所 实例 胞内蛋白 分泌蛋白 细胞内 细胞外 血 红 蛋 白 、 与 有 氧 呼 吸 消化酶、抗体及某些激素(如生长 有关的酶 激素、胰岛素等) 2.分泌蛋白的合成、加工、运输过程 (1)参与该过程的细胞器：核糖体、内质网、高尔基体与线粒体。 (2)该过程中各种膜面积变化 [解读]　图甲和图乙分别以直方图和曲线图形式表示在分泌蛋白加工 、 运输过程中，内质网膜面积减小，高尔基体膜面积基本不变，细胞膜面积相 对增大。 (3)蛋白质分泌过程中放射性强度变化 用放射性元素标记氨基酸后，最先检测到放射性出现在核糖体上，然后 依次出现在粗面内质网、高尔基体和细胞膜等结构上。 溶酶体内的水解酶和细胞膜上的蛋白质的合成和加工过程与 分泌蛋白相同。 深化探究：1.分泌蛋白分泌前后，内质网膜的面积会减小，高尔基体膜 的面积保持稳定，细胞膜的面积会增大。那么分泌细胞中这三种膜的面积如 何保持平衡？ 提示：细胞膜与内质网膜之间可以直接转化，内质网膜和高尔基体膜之 间可以通过囊泡膜间接转化。 2．在分泌蛋白的合成过程中 ，内质网和高尔基体都可以对蛋白质进行 加工，那么它们是否可以相互替代？为什么？ 提示：不可以。内质网将肽链盘曲、折叠，将某些多肽加上糖侧链，而 高尔基体将多条肽链加工成蛋白质。 1．(2019·山东肥城泰西中学高一考试)已知胰脏腺泡细胞合成的分泌蛋白 能够准确、无误地被运输到细胞外。下列对这一过程的叙述， 不合理的 是(　　) A．游离的核糖体合成分泌蛋白是该蛋白能被运输到细胞外的前提 B．高尔基体通过“出芽”方式形成的含分泌蛋白的囊泡 ，会移动到内质 网，而不会移至细胞膜 C．分泌蛋白经高尔基体进一步加工形成囊泡，囊泡再将包裹着的分泌 蛋白运输到细胞膜 D．腺泡细胞将分泌蛋白运出细胞的过程需要消耗能量 B　[分泌蛋白的合成过程是首先在游离的核糖体中以氨基酸为原料开始 多肽链的合成。当合成了一段肽链后，这段肽链会与核糖体一起转移到粗面 内质网上，再经过加工、折叠，形成具有一定空间结构的蛋白质 ，内质网通 过“出芽”方式形成的含分泌蛋白的囊泡会移动到高尔基体 ，进行加工，成为 比较成熟的蛋白质，通过囊泡运输到细胞膜，通过胞吐的方式分泌到细胞外， 该过程需要消耗能量。] 2．甲状腺细胞可以将氨基酸和碘合成甲状腺球蛋白 ，并且将甲状腺球 蛋白分泌到细胞外，其过程如下图所示。图中 a、b、c 是生理过程，①～⑦ 是结构名称，分析下列叙述错误的是(　　) A．甲图中 b 是脱水缩合，完成的场所是乙图中的① B．甲图中所示过程在原核细胞中也可以进行 C．与甲图中 c 过程有关的细胞器是乙图中的②③⑤ D．在甲状腺球蛋白合成过程中，膜面积基本保持不变的是② B　[甲图中 b 是氨基酸脱水缩合形成蛋白质的过程 ，场所是乙图中的 [①]核糖体，A 项正确。甲状腺球蛋白属于分泌蛋白，分泌蛋白的合成、加 工、运输和分泌过程为[①]核糖体合成蛋白质→[③]内质网进行粗加工→内质 网“出芽”形成囊泡→[②]高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→高尔基体 “出芽”形成囊泡→[④]细胞膜。该过程需要消耗能量，所需能量主要由[⑤]线 粒体提供。而原核细胞除核糖体外，没有内质网、高尔基体等细胞器，所以 甲图中所示过程在原核细胞中不可以进行，B 项错误、C 项正确。在甲状腺 球蛋白合成过程中，[③]内质网膜面积相对减小，[②]高尔基体膜面积基本不 变，[④]细胞膜面积相对变大，D 项正确。] 　细胞的生物膜系统 1．生物膜系统的组成 包括细胞器膜、细胞膜和核膜，是细胞内各种生物膜结构的总称。 2．生物膜在成分上的联系 3．各种生物膜在结构和功能上的联系 (1)各种生物膜在结构上大致相同，都是由磷脂双分子层构成基本支架， 蛋白质分子分布其中，都具有一定的流动性。 (2)在结构上具有一定的连续性，图示如下： (3)在功能上的联系：在分泌蛋白的合成、加工、运输、分泌过程中，各 细胞器之间协调配合。 深化探究：1.分泌蛋白形成及分泌过程中形成的囊泡的膜属于生物膜系 统吗？视网膜、肠黏膜属于生物膜系统吗？ 提示：囊泡的膜是生物膜，属于生物膜系统。视网膜、肠黏膜不是生物 膜，不属于生物膜系统。 2．原核细胞具有生物膜系统吗？试分析原因。 提示：不具有。原核细胞除细胞膜外无其他膜结构，因此没有生物膜系 统。 下列有关生物膜系统的叙述中，不正确的是(　　) A．膜的组成成分可以从内质网膜转移到高尔基体膜，再转移到细胞膜 B．各种生物膜的化学组成和结构相似 C．生物膜是对生物体内所有膜结构的统称 D．生物膜既各司其职，又相互协作，共同完成细胞的生理功能 C　[生物膜的主要成分和基本结构相似，可以通过囊泡转化，故 A、B 正确。生物膜系统包括真核细胞的细胞膜、核膜和各种细胞器膜，消化道或 者呼吸道等其他生物体内膜不是生物膜，故 C 错误。各种生物膜都具有一定 功能，又相互联系，故 D 正确。] [课堂小结] 知识网络构建 核心语句归纳 1.分泌蛋白是在细胞内合成 ，分泌到细 胞外起作用的一类蛋白质 ，如消化酶、 抗体和蛋白质类激素。 2.与分泌蛋白合成、加工、运输有关的 细胞器是核糖体、内质网、高尔基体和 线粒体。 3.细胞膜、核膜和细胞器膜共同构成细 胞的生物膜系统。 4.通过囊泡相互转化的生物膜有内质网 膜、高尔基体膜和细胞膜。 5.直接相连的生物膜有内质网膜与核膜 及内质网膜与细胞膜。 1．下列有关分泌蛋白的叙述，错误的是(　　) A．分泌蛋白在细胞内的合成需要核糖体的参与 B．线粒体能为分泌蛋白的合成和运输提供能量 C．分泌蛋白先经过高尔基体再经过内质网分泌到细胞外 D．分泌蛋白从细胞内排出时，囊泡的膜可与细胞膜融合 C　[分泌蛋白在核糖体上合成，然后依次经过内质网、高尔基体、细胞 膜排出细胞外，在内质网、高尔基体、细胞膜之间以囊泡的形式进行转移。 该过程需要线粒体提供能量。] 2．不同结构的膜之间可以相互转化 。下列各项中以囊泡的方式进行转 化的是(　　) A．核膜和内质网膜　 B．线粒体膜和核膜 C．细胞膜和高尔基体膜 D．细胞膜和线粒体膜 C　[核膜和内质网膜是直接相连的，可以直接进行转化；分泌蛋白合成 与分泌过程：核糖体合成蛋白质 →内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊 泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质 →高尔基体“出芽”形成囊泡→细 胞膜。由该过程可以看出，高尔基体膜和细胞膜之间以囊泡的方式进行转化 ， 故选 C。] 3．(多选)下图为分泌蛋白从合成到排出细胞外的全过程。下列有关叙述 正确的是(　　) A．分泌蛋白是由核糖体合成的 B．图中①②③分别表示内质网、高尔基体和囊泡 C．④代表的结构是线粒体 D．图中表示的过程在原核细胞中也能进行 ABC　[图中①是内质网，②是高尔基体，③是囊泡，④是线粒体。原 核细胞无内质网、高尔基体等结构。] 4．下面是某动物细胞的部分亚显微结构示意图 ，已知该细胞具有分泌 抗体的功能。请结合所学知识回答下列有关问题： (1)图中除核糖体外不参与构成生物膜系统的细胞器是 [　]_______；请依 次写出抗体合成与分泌过程中经过的细胞结构： _______(仅填标号)，为该过 程提供能量的场所主要是[　]_______。 (2)下表是与抗体合成及分泌有关的三种细胞器的化学成分。 细胞器 蛋白质(%) 脂质(%) 核酸(%